CN207222550U - 高含水有机废弃物的水解流化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含水有机废弃物的水解流化处理装置，用于有机物处理，包括：流化床体，流化床体顶端开有溢流口，底部设有泄泥口，流化床体还接有进料管；套于流化床体外部的外壳，外壳与流化床体之间形成溢流腔，外壳顶端设有连通溢流腔的废气排放口，废气排放口接有排放阀，外壳底部设有通向溢流腔的水解液出口；以及设置在流化床体底部的水蒸气分布器，水蒸气分布器外接水蒸气输入管。部分在传统厌氧反应器难于分解的物质经过本装置之后变成可生化物质，同时在高温高压情况下，降低水解液的溶氧量，利用水蒸气对氨气进行吹脱，提高污水的可生化性，提高后续厌氧消化的效率和沼气的产量。

Description

高含水有机废弃物的水解流化处理装置

技术领域

本实用新型涉及有机废弃物处理领域，特别是涉及一种高含水有机废弃物的水解流化处理装置。

背景技术

高含水有机废弃物包括药泥、养殖粪便、人类粪便、餐厨垃圾、市政污泥、食品工业污泥等。目前，对其进行处理的方法普遍是生物水解，然而这些有机废弃物中具有长分子链的有机物难以分解，使得可生化性较差，影响了处理的效果。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高含水有机废弃物的水解流化处理装置，提高废弃物的可生化性。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高含水有机废弃物的水解流化处理装置，包括：

流化床体，流化床体顶端开有溢流口，底部设有泄泥口，流化床体还接有进料管；

套于流化床体外部的外壳，外壳与流化床体之间形成溢流腔，外壳顶端设有连通溢流腔的废气排放口，废气排放口接有排放阀，外壳底部设有通向溢流腔的水解液出口；

以及设置在流化床体底部的水蒸气分布器，水蒸气分布器外接水蒸气输入管。

作为本实用新型的进一步改进，所述进料管上设有加热部件。

作为本实用新型的进一步改进，所述水解液出口接有溢流管，溢流管上设有降温部件。

作为本实用新型的进一步改进，换热器作为所述的加热部件和降温部件，所述换热器的热出口连接进料管，换热器的热进口通过管道连接水解液出口。

作为本实用新型的进一步改进，换热器的冷进口接有原料管，所述原料管上设有供料加压部件。

作为本实用新型的进一步改进，供料加压部件的进口端通向加药部件和配料管，所述加药部件内设有搅拌部件。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳底端设有排泥口，接于排泥口的排泥管与连接泄泥口的排泄管并联连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在流化床体内通过高温高压的方式使有机物化学键断裂，长分子链的有机物变成短分子链的有机物，部分在传统厌氧反应器难于分解的物质经过本装置之后变成可生化物质，同时在高温高压情况下，降低水解液的溶氧量，利用水蒸气对氨气进行吹脱，提高污水的可生化性，提高后续厌氧消化的效率和沼气的产量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

如图1所示的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，包括流化床体1、外壳4和水蒸气分布器7。

所述流化床体1为容器状，在其顶端为开口状形成溢流口，流化床体1内满溢的水解液能够从溢流口向外部流出。在流化床体1的底部设有泄泥口2，流化床体1还接有进料管3，该进料管3高于泄泥口2的位置但亦靠近流化床体1的底部。

所述的水蒸气分布器7设置在流化床体1的底部，其出气方向朝上通向流化床体1内，形成由下至上上升的水蒸气，水蒸气分布器7外接水蒸气输入管8，用于将高压高温的水蒸气导入流化床体1内部。

所述的外壳4套于流化床体1外部并使得流化床体1位于中部，外壳4顶壁与溢流口在高度方向上隔开一段距离，外壳4外壁与流化床体1外壁隔开一段距离从而形成溢流腔5，从溢流口流出的水解液能够进入溢流腔5内。外壳4底部还设有通向溢流腔5的水解液出口6，用于将溢流腔5内的水解液导出外壳4。在外壳4顶端还设有连通溢流腔5的废气排放口，以将水解中产生的废气排出，废气排放口接有排放阀41，用于控制废气的排放。

那么利用该装置进行水解流化的过程如下：

将高含水有机废弃物打成污浆状，之后将污浆输入流化床体1，此时流化床体1可以通过预先加热加压的方式处于高温高压状态，或者可以是将高温高压污浆直接输入封闭的流化床体1中；高温的水蒸气通过水蒸气分配器进入流化床体1对污浆进一步升温；此时污浆的有机物会加速分解，有机物化学键断裂，使长分子链的有机物变成短分子链的有机物，部分在传统厌氧反应器难于分解的物质经过流化床体1之后变成可生化物质，污浆的可生化性得到非常大的提高；部分已经分解好的水解液则会越过流化床体1，进入溢流腔5，未分解的物质，由于比重较大，会继续留在流化床体1分解；由于处于高温高压状态，水解液部分有机物和氨会变成含有氨气的气体，这些由废气排放口排出，废气会排至专门的除臭装置，进行结晶；运行一段时间后会有部分不能分解的有机物(纤维素等)和无机物(固定碳、石粉等)残留在流化床体1，为了保证水解效果，在一定生产周期打开泄泥口2进行排泥。

上述过程的原理如下：污浆在装置的流化过程中由于受到热力的作用，污浆中的营养被水解成多糖、有机酸及肽和酶等物质。在蛋白质被水解时，其中的氮元素NH₄ ⁺被分解成不稳定的游离氨HN₃·H₂O(水合氨)，不稳定的游离氨在热的作用下，进一步变为氨气并通过设在塔顶的排气阀定期释放，水解脱氨相关的反应式如下：

1)、2NH₃+H₂SO₄→NH₄₂SO₄

2)、NH₄ ⁺+OH^-→NH₃·H₂O

3)、NH₃·H₂O→NH₃↑+H₂O

通过高温水解使有机物水解酸化成水解液，在该实施例中高温水蒸气可作为固态有机物流化气体和NH₃的吹脱气体，同时也是水解温度的提供媒体。高温水蒸气亦是高压，用以维持流化床体1内的压力，对流化床体1内的污浆升温至120～190℃。

进一步优选的，上述的进料管3上设有加热部件，加热部件可以将污浆预热至适合的温度。

进一步优选的，水解液出口6接有溢流管9，溢流管9上设有降温部件，用于将水解液温度降至40～60℃外送至后续工艺。

更进一步，实施例中采用换热器10作为的加热部件和降温部件，从而节约了装置的空间，并且充分利用水解所产生的热量。换热器10具有相互连通的冷进口、热出口以及相互连通的热进口、冷出口。其中，换热器10的热出口连接进料管3，冷进口接有原料管11，换热器10的热进口通过管道连接水解液出口6，冷出口通向后续工艺。

进一步优选的，原料管11上还设有供料加压部件，用于调节污浆的压力。该供料加压部件为一台高压柱塞泵17，能够将污浆加压至合适的压力值后输入流化床体1中，使流化床体1“预设”了压力。

污浆通过高压柱塞泵17加压至0.5～1.5Mpa，然后进入换热器10，以流化热水解后的高温水解液作为热源，预热污浆至100～150℃；之后按照上述的水解过程进行；经过水解后的水解液进入换热器10进行降温(热量用于预热新进污浆)，温度降至40～60℃外送至后续工艺。

进一步优选的，装置还包括加药部件12和配料管13，供料加压部件(高压柱塞泵17)的进口端通向加药部件12和配料管13，加药部件12内设有搅拌部件14。配料管13用于输入污浆，而加药部件12可以对污浆投加适合的药剂，调节污浆的碳氮比和酸碱度。

参照上述的反应式NH₄ ⁺+OH^-→NH₃·H₂O，该式是可逆的，在PH值为4.5-5.8的酸性环境中，水解温度在下降时，游离氨会重新反应成为铵使水解液pH上升，如以下反应式4：

4)、NH₃·H₂O→NH₄ ⁺+OH^-

根据式反应式2)、3)、4)可知，污浆中铵的释出量是可通过调节酸碱度实现，氨气的析出和水解液的溶氧量(DO)、水解温度密切相关。那么在增压柱塞泵17前按比例加入氢氧化钠溶液改变污浆的酸碱度并控制水解温度即可实现水解液氨氮的有效控制，pH应该调节至5.8-6.8的弱酸性。

进一步优选的，外壳4底端设有排泥口，用于排出溢流腔5的杂物，接于排泥口的排泥管15与连接泄泥口2的排泄管16并联连接。

以上所述只是本实用新型优选的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于，包括：流化床体(1)，流化床体(1)顶端开有溢流口，底部设有泄泥口(2)，流化床体(1)还接有进料管(3)；

套于流化床体(1)外部的外壳(4)，外壳(4)与流化床体(1)之间形成溢流腔(5)，外壳(4)顶端设有连通溢流腔(5)的废气排放口，废气排放口接有排放阀(41)，外壳(4)底部设有通向溢流腔(5)的水解液出口(6)；

以及设置在流化床体(1)底部的水蒸气分布器(7)，水蒸气分布器(7)外接水蒸气输入管(8)。

2.根据权利要求1所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：所述进料管(3)上设有加热部件。

3.根据权利要求2所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：所述水解液出口(6)接有溢流管(9)，溢流管(9)上设有降温部件。

4.根据权利要求3所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：换热器(10)作为所述的加热部件和降温部件，所述换热器(10)的热出口连接进料管(3)，换热器(10)的热进口通过管道连接水解液出口(6)。

5.根据权利要求4所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：换热器(10)的冷进口接有原料管(11)，所述原料管(11)上设有供料加压部件。

6.根据权利要求5所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：供料加压部件的进口端通向加药部件(12)和配料管(13)，所述加药部件(12)内设有搅拌部件(14)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的高含水有机废弃物的水解流化处理装置，其特征在于：所述外壳(4)底端设有排泥口，接于排泥口的排泥管(15)与连接泄泥口(2)的排泄管(16)并联连接。